速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明創造屬屬于橋梁安全技術領域，具體涉及一種速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座。
【背景技術】
[0002]支座是橋梁上用于承壓和傳遞梁上傳來的水平力作用的重要結構裝置，在地震發生時，還需要能夠承受地震的破壞力，發揮減震抗震的作用。地震作用一般分別對應兩階段，即對應彈性的E1地震作用和對應延性的E2地震作用。因此對支座的抗震設計也提出了新的抗震設計要求，E1地震作用需要采用彈性抗震設計體系，E2地震作用需要采用兩種橋梁抗震設計體系，即延性體系和減隔震體系。
[0003]現有技術中各類支座的抗震設計體系主要存在以下問題:
[0004](1)現有的普通球型支座、盆式支座能滿足橋梁的正常使用，但在地震作用下，由設置固定支座墩承擔絕大部分的縱向水平地震力，設置滑動支座的墩僅承擔摩擦力。這樣就對設置固定支座的橋墩和下部基礎提出了很高的要求，造成“一墩獨大”的情況，不經濟合理。
[0005](2)國內常用的橡膠型減隔震支座如鉛芯橡膠支座和高阻尼支座，雖然具有減隔震功能，但由于支座屈服力較小，在地震烈度較大，且場地條件較差的區域，在E1地震作用階段支座已發生屈服作用，無法實現E1地震作用下彈性抗震設計；另外橡膠產品易老化，壽命低，其支座的實用性和經濟性較差。
[0006](3)國內常用的摩擦擺減隔震支座，在正常溫度和汽車沖擊作用下，梁體不斷升高或降低，使梁體傳遞到墩臺的受力點和受力方向不斷變化，從而縮短橋梁的使用壽命。當地震發生時，除固定型支座克服起始力從“0”點開始擺動外，其余滑動支座的“擺位”是隨機的、不確定的，即各墩位支座不能同步工作。
【發明內容】
[0007]本發明創造為解決現有技術中的問題，提供了一種速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座，能夠合理控制橋梁在El、E2等不同水準地震作用下的抗震體系，切實提高橋梁抗震性能，節約工程造價。
[0008]本發明創造提供的一種速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座，包括由上到下依次設置的上支座板、中襯板、減震球擺和減震凹座，其中，
[0009]所述上支座板底面設有一圈凸起，所述凸起內部的上支座板底面為平面；
[0010]所述中襯板的頂面為平面，位于所述上支座板凸起內；所述中襯板的底面為凸球面；
[0011]所述減震球擺上半部分呈長方體狀，下半部分呈圓柱狀，頂面為與所述中襯板的底面相匹配的凹球面，底面為凸球面；所述減震球擺上半部分的頂端部分位于所述上支座板的凸起內；所述減震凹座頂面為凹球面，且所述減震凹座頂面與所述減震球擺底面相互直接或間接接觸的部分相互匹配；
[0012]所述支座還包括套設于所述減震球擺外的擋圈，所述擋圈通過固定螺栓固定于所述減震凹座上；
[0013]在所述支座兩側沿縱橋向方向還設置有關于縱橋向縱切面對稱的兩個速度鎖定器，所述速度鎖定器中相同的其中一端分別與所述上支座板固定連接，相同的另一端分別與所述減震球擺固定連接。
[0014]進一步，所述減震球擺上半部分長方體的邊長等于或略小于所述上支座板的凸起的內壁在相應長度方向的距離。
[0015]進一步，所述上支座板的底面和中襯板的頂面之間還設有分別與二者接觸的平面四氟滑板；所述中襯板的底面和減震球擺的頂面之間還設有分別與二者接觸的第一曲面四氟滑板；所述減震球擺的底面和減震凹座的頂面之間還設有分別與二者接觸的第二曲面四氟滑板。
[0016]進一步，所述減震球擺的底面和/或減震凹座的頂面上各點的曲率隨位置的不同而變化，變化程度和方式可根據不同的需求和應用條件而設計。
[0017]進一步，所述速度鎖定器的兩端具有相互垂直設置的關節軸承。
[0018]進一步，所述速度鎖定器分別通過兩種不同結構的耳座與所述上支座板和減震球擺連接；其中，用于與所述上支座板連接的耳座能夠通過一對耳孔與一個速度鎖定器的一個關節軸承采用軸銷進行鉸接；用于與所述減震球擺連接的耳座能夠通過兩對耳孔分別與兩個速度鎖定器位于同一端的兩個關節軸承同時采用軸銷進行鉸接。所述速度鎖定器采用此種固定方式能夠更好地在El、E2等不同水準地震作用下發揮抗震減震效果。
[0019]本發明創造速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座，在橋梁正常使用和不同水準地震作用下的控制作用如下:(1)在橋梁正常使用狀態下，溫差及汽車制動力引起墩梁相對速度非常慢，不會引發速度鎖定器的工作，能滿足橋梁正常使用要求；(2)E1地震作用下，墩梁間將產生較快的速度，促使速度鎖定器將上支座板與減震球擺瞬時鎖定，而固定螺栓不破壞，使得各墩位滑動支座臨時成為固定型支座，與原固定型支座一起聯合抗推，即實現E1階段彈性抗震設計的理念；(2)E2地震作用下，速度鎖定器繼續發揮作用，鎖定支座后摩擦擺支座的固定螺栓破壞，橋梁各墩位同時進入減隔震工作狀態，實現各墩聯合減震。
[0020]本發明創造的有益效果是:(1)可實現橋梁在El、E2不同水準地震作用下的抗震設計理念，E1地震作用需要采用彈性抗震設計體系，各墩聯合抗推，共同抗震，E2地震作用需要采用延性體系和減隔震體系，各墩聯合減震。(2)變曲率摩擦擺式支座能夠有效避免橋梁共振現象的發生，又具有更好的滯回耗能能力，可應用于更廣泛的地震激勵和結構條件。
(3)節約工程造價，指導我國市政公路、軌道交通橋梁在摩擦擺式支座及類似減隔震裝置設計、施工、養護、研究等方面的使用要求，減少橋梁損害造成的次生災害，更好的保護人民生命財產安全。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明創造在橫橋向方向的結構示意圖；
[0022]圖2是本